CN114257080A - 电源节点的快速放电 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电源节点的快速放电。公开了一种用于使电力轨快速放电的方法和装置。一种电路包括电源转换器电路，该电源转换器电路包括耦接在开关节点与稳压电源节点之间的电感器。第一器件耦接在输入电源节点与开关节点之间，而第二器件耦接在开关节点与接地节点之间。电源转换器被配置为通过控制该第一器件和该第二器件来在稳压电源节点上产生特定电压电平。该电路还包括控制电路，该控制电路响应于接收到放电命令，重复激活和停用第二器件以经由开关节点和电感器使稳压电源节点放电。

Description

电源节点的快速放电

技术领域

本公开涉及电子电路，并且更具体地涉及DC-DC转换器。

背景技术

稳压器通常用于多种电子电路以便向特定电路提供期望的电压。为此，有多种稳压器电路可用于满足各种应用。线性稳压器用于许多不同的应用中，其中可用的供电电压超出待供电电路的合适的值。另一种类型的稳压器是开关模式稳压器，更通常地称为开关电源，或另选地称为DC-DC转换器。开关电源可被细分成两类：降压转换器和升压转换器。降压转换器从其电源到其负载逐步降低输入电压，同时逐步升高电流。升压转换器从其电源到其负载逐步升高输入电压，同时逐步降低电流。

本发明公开了一种基本的开关电源，该开关电源包括开关和储能元件(诸如电感器)。基本开关电源中的操作包括接通状态(例如，当开关处于第一位置时)和断开状态(例如，当开关处于第二位置时)。在接通状态期间，储能元件开始存储能量。例如，当储能元件为电感器时，电流增大并且响应于此，电感器在其两端子上产生相反的电压。在断开状态期间，开关打开并且电感器成为电流源。随时间推移，开关电源的变化电压被平均化为基本上直流电压。

发明内容

本发明公开了一种用于使电力轨快速放电的方法和装置。在一个实施方案中，本发明公开了一种电路，该电路包括电源转换器电路，该电源转换器电路包括耦接在开关节点与稳压电源节点之间的电感器。第一器件耦接在输入电源节点与开关节点之间，而第二器件耦接在开关节点与接地节点之间。电源转换器被配置为通过控制该第一器件和该第二器件来在稳压电源节点上产生特定电压电平。该电路还包括控制电路，该控制电路响应于接收到放电命令，重复激活和停用第二器件以经由开关节点和电感器使稳压电源节点放电。

在一个实施方案中，电源转换器可在最小电压和最大电压之间的电压范围内操作。在该范围内，可通过改变第一器件和第二器件的相应占空比来改变电压。响应于放电命令，该电源转换器最初可将稳压电源节点上的电压降低到最小电压。此后，可开始第二器件的重复激活和停用(而第一器件可保持非活动态)。在一个实施方案中，第二器件可以脉冲方式被激活和停用，其中每个脉冲具有第一固定持续时间，并且脉冲之间的非活动周期可具有第二固定持续时间(其可不同于第一持续时间)。在另一个实施方案中，可监测通过开关节点的电流。第二器件可保持激活，直到电流达到阈值为止。此后，停用第二器件持续指定的持续时间。在各种实施方案中，稳压电源节点的放电可继续进行，直到其上的电压下降至小于或等于目标电压值的值为止。

附图说明

下面的详细描述参照附图，现在对这些附图进行简要说明。

图1是包括电源转换器电路和放电控制电路的电路的一个实施方案的示意图。

图2是包括电源转换器电路的系统的框图。

图3是用于稳压电源节点的放电程序的一个实施方案的图示说明。

图4是示出用于稳压电源节点的放电程序的一个实施方案的时序图。

图5是示出用于使稳压电源节点放电的方法的一个实施方案的流程图。

图6是示例性系统的一个实施方案的框图。

具体实施方式

本公开涉及一种用于使开关电源电路(例如，降压稳压器)中的电力轨放电的方法和装置。在各种电子系统(诸如某些电池供电的便携式系统)中，希望对当前未使用的电路断电以节省功率。这继而可导致耦接到需断电电路的供电电压节点的放电。这可通过包括耦接在例如开关节点与地之间的晶体管和电阻器的电路来实现。然而，以这种方式断电可能消耗大量时间。

在本公开中，开关稳压器的各个部分可用于协助供电电压节点的放电，或者执行整个操作。例如，在降压转换器中，本公开利用耦接到开关节点的低侧晶体管作为放电路径。低侧开关的操作可在放电控制电路的控制下进行，该放电控制电路可交替地激活和停用低侧晶体管以使开关节点放电，从而使供电电压节点放电。这可允许对应供电电压节点的受控放电，该受控放电执行的时间可明显少于利用使用具有晶体管和电阻器的放电电路的常规方法执行的时间。现在将在下文进一步详细讨论开关电源转换器电路和用于使其对应的供电电压节点放电的方法的各种实施方案。

图1是包括电源转换器电路和放电控制电路的电路的一个实施方案的示意图。在所示的实施方案中，电源转换器电路100是DC-DC转换器，并且更具体地是z转换器，该z转换器接收输入电压Vin，并且在稳压供电电压节点Vout上提供小于输入电压的输出电压。在Vout上提供的电压被稳压调节，因为电源转换器100操作以将该电压保持在指定值(尽管该指定值可在操作期间变化)。

电源转换器100包括耦接在开关节点111和输入电压节点Vin之间的第一开关器件P1。第一开关器件可被称为高侧开关。第二开关器件N1耦接在开关节点111和接地节点之间。在该实施方案中，第一开关器件P1是PMOS晶体管，而第二开关器件N1是NMOS器件。

应当注意，如图所示，在一些实施方案中，N1可使用并联耦接但相对于彼此能够独立控制的多个晶体管来实现。由P1实现的高侧开关可以相同的方式实现。

P1和N1的相应漏极端子耦接到开关节点111。电感器L1包括耦接到开关节点111的第一端子，以及耦接到稳压供电电压节点Vout的第二端子。负载电路135被耦接以经由Vout接收稳压供电电压。负载电路实际上可以是可基于稳压供电电压操作的任何类型的电路，如模拟电路、数字电路或混合信号电路。电容器Cpd还与负载电路135并联耦接。在一些实施方案中，电源转换器电路100与负载电路135一起在集成电路上实现。在其他实施方案中，电源转换器电路和负载电路可在单独的集成电路管芯上实现，并且更一般地，可彼此独立地实现。根据特定实施方案的需要，电容器Cpd可以是片上电容器或片外电容器。

P1和N1的相应栅极端子耦接到前置驱动电路110，该前置驱动电路可一次一个交替地激活和停用这两个器件，以控制输出电压的电平。当P1处于活动态时，开关节点111有效地耦接到输入电压节点Vin，并且电感器L1被充电，从而将能量传输到输出电压节点Vout。当N1处于活动态时，开关节点111有效地耦接到地，从而使开关节点111和电感器L1放电。前置驱动电路110可以通过控制P1和N1的相应占空比来控制稳压供电电压节点Vout上的电压电平。为了增大Vout上传送的电压，前置驱动电路110可以增大P1的占空比，同时相应地减小N1的占空比。相反，为了减小Vout上的电压，前置驱动电路110可以使P1的占空比减小，同时增大N1的占空比。由于L1是储能器件，交替地存储和释放能量，因此开关节点111上的电压的变化可很大程度上在Vout上平均化，从而使得向负载电路135提供基本上直流电压。这种平均化可通过电容器Cpd的存在来辅助。

尽管未明确示出，但稳压供电电压节点Vout或从其产生的电压可被反馈回其他电路以用于与参考电压进行比较。可根据Vout上的所需电压电平来设置参考电压。在一个实施方案中，位于电源管理单元(为简单起见，这里省略)中的电路可以将Vout上的电压电平(或从其产生的电压)与参考电压进行比较，并且响应于该比较结果，产生到前置驱动电路110的控制信号以相应地调节电压电平。

任选的放电电路127包括在所示的实施方案中。此处所示的放电电路127包括电阻器Rdn和NMOS晶体管N2。N2的栅极端子可被耦接以接收用作放电命令的使能信号EnRdn。当该使能信号被断言时，晶体管N2可用于通过电阻器Rdn在开关节点111和地之间放电。因此，电源管理单元(未示出)或其他电路可在例如负载电路135断电期间断言使能信号，以便使开关节点111和Vout两者放电。然而，如上所述，以这种方式放电可能是缓慢的，并且防止开关节点111和稳压供电电压节点Vout在令人满意的时间量内放电。因此，放电控制电路105耦接到电源转换器100，并且被配置为通过晶体管N1控制开关节点111的放电，从而控制Vout的放电。

如上所述，N1可被实现为并联耦接在开关节点111与地之间的多个单独的能够独立控制的晶体管。因此，作为放电过程的一部分，控制开关节点111与地之间的放电电流量可包括仅激活并联耦接的晶体管的子组而不是激活整个组。在放电过程中的任何给定脉冲期间激活的晶体管的数量可进一步因脉冲而异。此外，如果希望防止浪涌电流，则该实施方案中的晶体管可按顺序激活，直到所有期望子组(或整个组)都处于活动态为止。更一般地，使并联耦接的多个能够独立控制的晶体管用于实现低侧开关可在正常操作期间以及在放电过程期间提供额外程度的控制。

在放电过程期间，晶体管N1可被激活持续一脉冲周期，每个脉冲周期具有指定的持续时间。关于放电操作，脉冲可在本文中被定义为晶体管N1处于活动态并因此在开关节点111与地之间提供电流路径的时间。因此，在每个脉冲期间，存储在电感器L1中的能量可通过开关节点111放电到地。在一些实施方案中，脉冲可具有相同的持续时间，或者在其他实施方案中，脉冲可具有可变的持续时间。

在放电过程期间控制晶体管N1的激活可因实施方案而异。在一个实施方案中，晶体管N1可被激活持续相同持续时间的多个脉冲。类似地，脉冲之间的时间量也可具有相同的持续时间，尽管该持续时间不一定与脉冲的持续时间相同。在一些实施方案中，可基于确定稳压供电电压节点Vout达到小于或等于目标电压的电压电平所需的最大时间量来预先确定脉冲的数量。在另一个实施方案中，可监测从例如稳压供电电压节点Vout提供的反馈，并且可继续提供脉冲，直到已检测到Vout上的电压小于或等于目标电压为止。

在另一个实施方案中，脉冲的持续时间可取决于通过开关节点111放电到地的电流量。如图1所示，耦接任选的电流感测电路117以监测通过开关节点111的电流量。晶体管N1可保持活动态，直到由电流感测电路117感测到的电流量达到或超过阈值为止。此后，晶体管N1可处于非活动态持续激活脉冲下一个可变持续时间之前的时间。由于存储在电感器L1中的能量的量在放电过程期间下降，因此通过开关节点111放电的电流量也可变化。因此，由于该实施方案中的每个脉冲的持续时间取决于通过开关节点111放电的电流量，因此脉冲的持续时间可变化。

所示实施方案中的放电过程的控制由放电控制电路105进行。如此处所示，放电控制电路耦接到选择电路108(例如，多路复用器)，该选择电路还被耦接以提供到前置驱动电路110的控制信号。在向负载电路135提供电力的正常(例如，非放电)操作期间，由放电控制电路105向选择电路108提供的选择信号(“选择”)被设定为从电源管理单元选择控制信号(“PMU控制”)。在各种实施方案中，任何合适的来源可提供这些控制信号，这些控制信号可指示晶体管P1和P2的期望输出电压、期望占空比等。

响应于从电源管理单元或其他合适的来源接收到使能信号(“使能”)形式的放电命令，放电控制电路105可设置选择信号以选择放电控制信号(“放电控制”)。然后将这些信号传送到前置驱动电路110以控制放电过程。

在正常操作期间，在稳压供电电压节点Vout上提供的电压可在特定电压范围(在本文中称为操作范围)内变化。由电源转换器100提供的特定电压可取决于P1和N1的相应占空比。P1的较长占空比以及N1的对应较短占空比通常可对应于Vout上的较高电压。P1的较短占空比以及N2的对应较长占空比通常可对应于Vout上的较低电压。在放电过程期间，放电控制电路105最初可通过使前置驱动电路110增大N1的占空比并减小P1的占空比来使Vout上的电压降低到该范围的下端部分。在Vout上的电压达到操作范围的下端时，放电控制电路105可致使前置驱动电路110停止P1的激活，同时以上述脉冲方式激活N1。该操作可继续进行，直到Vout上的电压下降到或低于目标电压为止，此后可认为其有效放电并且负载电路135有效断电。

图2是包括电源转换器电路的系统的框图。在所示的实施方案中，系统200包括电源管理单元205、电源转换器100的一个实施方案和功能电路锁210。所示实施方案中的功能电路块210是电源转换器100的负载，并且可包括模拟电路、数字电路和/或混合信号电路。在一些实施方案中，系统200可在单个集成电路管芯上实现，或者在其他实施方案中，可跨多个集成电路实现。

所示实施方案中的电源管理单元205包括执行多个不同电源管理功能的电路，包括控制包括功能电路块210在内的各种功能电路块的性能状态。控制性能状态可包括控制功能电路块操作的操作电压，并且还可控制向其提供的一个或多个时钟信号的频率。在该具体实施方案中，根据上文关于图1的讨论，对电源转换器100所提供的电压的控制可通过从电源管理单元205传送到电源转换器100的PMU控制信号来实现。

电源管理单元205还可包括被配置为使系统内的各种功能电路块断电或上电的电路。这可包括使对应的电源诸如电源转换器100断电或上电。因此，在所示的实施方案中，电源管理单元205可通过断言提供给电源转换器100的使能信号来使功能电路块210断电。响应于接收到被断言的使能信号，电源转换器100可以开始上文讨论并且在下文进一步详细讨论的放电过程。

图3是用于稳压电源节点的放电程序的一个实施方案的图示说明。所示的放电示例可由如上所述的电源转换器100的各种实施方案来执行。

如前所述，电源转换器100的各种实施方案提供指定的操作范围中的稳压供电电压Vout，该操作范围在竖直轴线上示出。在该特定示例中，提供操作范围的上端VU处的供电电压，直到接收到放电命令(例如，使能信号)为止。在接收到放电命令时，电源转换器可使开关节点以正常放电速率放电(并从而使Vout节点放电)。这可通过改变高侧(例如，图1的P1)开关器件和低侧(例如，图1的N1)开关器件的相应占空比来实现。这可涉及增大低侧开关器件的占空比并相应地减小高侧开关器件的占空比。

在Vout上的电压下降到操作范围的最小电压VL时，电源转换器的操作改变。具体地讲，高侧开关的操作停止，而进行通过低侧开关放电。具体地讲，通过交替地接通和断开低侧开关来启动放电脉冲。当低侧开关接通时，提供了开关节点与地之间的电流路径，并且因此开关节点111放电。如上所述，脉冲的持续时间可以是固定的或可变的，这取决于实施方案。在前者中，脉冲具有指定的持续时间，然后是指定的断开时间。在后者中，脉冲的持续时间可取决于例如由电流感测电路117所感测的流过开关节点的电流量，因此脉冲的持续时间可变化。放电操作可继续进行，直到Vout上的电压已下降到至少目标电压为止。此后，可认为放电操作完成，并且稳压供电电压节点Vout(以及因此被配置为在该电压下操作的任何负载)将被断电。然后可将低侧开关置于期望状态，直到正常操作恢复为止。(例如，电源转换器100通电并向负载提供电力)。

图4是示出用于稳压电源节点的放电程序的一个实施方案的时序图。更具体地，图4示出了提供相同持续时间的脉冲以使稳压供电电压节点放电的一个实施方案。在所示的示例中，放电过程在电源转换器的稳压供电电压节点上的电压已至少降低到操作电压范围的最小电压(诸如图3所示)处或之后开始脉冲的断言。脉冲包括包括一个或多个晶体管的低侧开关的激活。在该示例中，每个脉冲具有固定持续时间t0，该固定持续时间t0表示开关节点与接地节点之间的放电路径由于低侧开关的激活而处于活动态的时间量。单个循环的完整周期为时间t1，其跨越从一个脉冲的开始到下一个脉冲的开始的持续时间。因此，在该特定示例中，脉冲之间的持续时间也是固定的。脉冲可在时间t2内继续被断言，这提供足够的时间量以使稳压供电电压节点放电至目标电压或更低。

需注意，此处所示的脉冲数量仅仅是示例，并非旨在进行限制。关于时间t2，该持续时间在一些实施方案中可变化，或者在其他实施方案中可为固定的。在t2为固定值的情况下，其可基于被确定为能够使稳压供电电压节点放电至期望电平的时间来设定。

还需注意，在其他实施方案中，给定脉冲的持续时间可以是可变的。例如，如上所述，一些实施方案可利用电流感测，并且脉冲持续时间可取决于流过开关节点的电流量(其中脉冲在电流达到阈值时结束)。在此类实施方案中，脉冲之间的持续时间可以是固定的或者也可以是可变的。

最后，由于低侧开关可包括并联耦接在开关节点与地之间的多个能够独立控制的晶体管，因此需注意，在至少一些实施方案中，这些器件中的至少一部分器件的激活时间可小于给定脉冲的完整持续时间。因此，脉冲持续时间可表示开关节点与地之间的电流路径处于活动态的全部时间量，即使提供电流路径的晶体管的数量可在脉冲的持续时间内变化。

图5是示出用于使稳压电源节点放电的方法的一个实施方案的流程图。如图5所示并且如下所述的方法500可利用上文所述的电源转换器的各种实施方案来执行。本文未明确公开但能够执行方法500的电源转换器也可被认为落入本公开的范围内。

方法500包括使用电源转换器并在稳压供电电压节点上向负载电路提供输出电压，其中提供输出电压包括电源转换器操作第一器件和第二器件，该第一器件耦接在开关节点与输入电源节点之间，并且该第二器件耦接在开关节点与接地节点之间(框505)。该方法还包括在控制电路处接收放电命令(框510)。在一个实施方案中，该放电命令可以是启用放电控制电路的使能信号，诸如上文参考图1所讨论的。然后，该方法包括响应于接收到放电命令，使稳压供电电压节点放电至小于或等于目标电压电平的电压，其中放电包括控制电路重复地激活和停用第二器件以使得稳压供电电压节点经由开关节点放电(框515)。

在一些实施方案中，放电包括：激活第二器件持续第一指定持续时间，停用第二器件持续第二指定持续时间，以及重复该激活和停用直到稳压供电电压节点上的电压已下降至小于或等于目标电压电平的电压为止。该第一指定持续时间和该第二指定持续时间不一定在所有实施方案中相等，但在一些实施方案中可以相等。重复激活和停用的脉冲式操作可继续持续第三持续时间，该第三持续时间足以使稳压供电电压节点放电至期望电平。

其中放电包括激活第二器件并且随后响应于通过开关节点的电流超过电流阈值而停用第二器件的实施方案也是可能的并且可设想的。该停用还可包括第二器件处于非活动态持续固定持续时间。该方法还可包括重复激活和停用直到稳压供电电压节点上的电压已下降至小于或等于目标电压电平的电压为止。

在各种实施方案中，操作电源转换器包括提供在最小指定电压和最大指定电压之间的指定电压范围内的输出电压。响应于控制电路接收到放电命令，该方法包括将输出电压降低到最小指定电压。将输出电压降低到最小指定电压包括改变第一器件和第二器件的相应占空比。然后，该方法包括响应于输出电压达到最小指定电压而开始稳压供电电压节点的放电。

接下来转向图6，其示出了系统150的一个实施方案的框图。在例示的实施方案中，该系统150包括耦接至外部存储器158的集成电路10的至少一个实例。该集成电路10可包括耦接至外部存储器158的存储器控制器。该集成电路10耦接到一个或多个外围设备154、以及外部存储器158。还提供了向集成电路10供应供电电压并且向存储器158和/或外围设备154供应一个或多个供电电压的电源156。在一些实施方案中，可包括集成电路10的多于一个实例(也可包括多于一个外部存储器158)。

根据系统150的类型，外围设备154可包括任何期望的电路。例如，在一个实施方案中，系统150可以是移动设备(例如个人数字助理(PDA)、智能电话等)，并且外围设备154可包括用于各种类型的无线通信的设备，诸如WiFi、蓝牙、蜂窝、全球定位系统等。外围设备154还可包括附加存储装置，该附加存储装置包括RAM存储装置、固态存储装置或磁盘存储装置。外围设备154可包括用户界面设备诸如显示屏，该用户界面设备包括触摸显示屏或多触摸显示屏、键盘或其他输入设备、麦克风、扬声器等。在其他实施方案中，系统150可以是任何类型的计算系统(例如，台式个人计算机、膝上型电脑、工作站、平板电脑等)。

外部存储器158可包括任何类型的存储器。例如，外部存储器158可以是SRAM、动态RAM(DRAM)(诸如同步DRAM(SDRAM))、双数据速率(DDR、DDR2、DDR3、LPDDR1、LPDDR2等)SDRAM、RAMBUS DRAM等。该外部存储器158可包括存储器设备被安装到的一个或多个存储器模块，诸如单列直插存储器模块(SIMM)、双列直插存储器模块(DIMM)等。

这里所示的实施方案中的IC 10可以包括电源转换器的一个或多个实例，诸如上文讨论的各种实施方案中的一个，其中该电源转换器被配置为使如本文所公开的对应的稳压供电电压节点放电。外围设备154中的各个外围设备还可包括一个或多个集成电路，电源转换器100的实施方案在其上实现。在系统150中实现的电源转换器100的各种实例中，可以进行放电过程，诸如上文讨论的放电过程。

本公开包括对“实施方案”或“实施方案”的组(例如，“一些实施方案”或“各种实施方案”)的引用。实施方案是所公开概念的不同具体实施或实例。提及“实施方案”、“一个实施方案”、“特定实施方案”等并不一定是指相同的实施方案。设想了大量可能的实施方案，包括具体公开的那些，以及落入本公开的实质或范围内的修改或替代。

本公开可讨论可由所公开的实施方案产生的潜在优点。并非所有这些实施方案的具体实施都将必然表现出任何或所有潜在优点。特定实施方式是否实现了优点取决于许多因素，其中一些因素在本公开的范围之外。事实上，存在许多原因导致落入权利要求范围内的具体实施可能不表现出任何所公开的优点中的一些或全部。例如，特定具体实施可包括在本公开的范围之外的其他电路，结合所公开的实施方案中的一个实施方案，该其他电路否定或减弱一个或多个所公开的优点。此外，特定具体实施(例如，具体实施技术或工具)的次优设计执行也可能否定或减弱所公开的优点。即使假设有技术的具体实施，优点的实现仍可取决于其他因素，诸如部署具体实施的环境情况。例如，提供给特定具体实施的输入可防止本公开中解决的一个或多个问题在特定场合发生，结果可能无法实现其解决方案的益处。考虑到本公开外部的可能因素的存在，本文所述的任何潜在优点都不应理解为是为了证明侵权行为而必须满足的权利要求限制。相反，此类潜在优点的识别旨在示出受益于本公开的设计者可用的一种或多种改进类型。永久性地描述此类优点(例如，陈述特定优点“可能出现”)并非旨在传达关于此类优点实际上是否可被实现的疑问，而是认识到此类优点的实现通常取决于附加因素的技术现实。

除非另行指出，否则实施方案是非限制性的。也就是说，所公开的实施方案并非旨在限制基于本公开起草的权利要求的范围，即使仅针对特定特征描述单个示例的情况下也是如此。本发明所公开的实施方案旨在为示例性的而非限制性的，而无需在本发明中进行任何相反的陈述。因此本申请意在允许涵盖所公开实施方案的权利要求、以及此类替代形式、修改形式和等价形式，这对知晓本公开有效效果的本领域技术人员将是显而易见的。

例如，本申请中的特征可以任何合适的方式组合。因此，在本专利申请(或要求享有其优先权的专利申请)进行期间可针对特征的任何此类组合作出新的权利要求。具体地讲，参照所附权利要求，从属权利要求的特征在适当的情况下可与其他从属权利要求的特征组合，包括从属于其他独立权利要求的权利要求。类似地，在适当的情况下，可组合来自相应独立权利要求的特征。

因此，虽然所附从属权利要求可撰写成使得每个从属权利要求从属于单个其他权利要求，但也可设想附加从属关系。可设想符合本公开的从属特征的任何组合，并且这些组合可在本专利申请或另一专利申请中受权利要求书保护。简而言之，组合不限于所附权利要求中具体列举的那些。

在适当的情况下，还预期以一种格式或法定类型(例如，装置)起草的权利要求旨在支持另一种格式或法定类型(例如，方法)的对应权利要求。

因为本公开是法律文件，所以各种术语和短语可受到管理和司法解释的约束。特此给出公告，以下段落以及贯穿本公开提供的定义将用于确定如何解释基于本公开起草的权利要求。

除非上下文另有明确规定，否则对单数形式的项目的引用(即，前面有“一个”、“一种”或“该”的名词或名词短语)旨在表示“一个或多个”。因此，在不伴随上下文的情况下，对权利要求中的“项目”的引用并不排除该项目的附加实例。“多个”项目是指两个或更多个项目的集合。

本文使用术语“可以”用于允许的意义上(即，具有潜在可能的，能够的)，而不是在强制意义上(即必须)。

术语“包含”和“包括”及其形式是开放式的，并且意指“包括但不限于”。

当在本公开中相对于选项列表使用术语“或”时，除非上下文另有提供，否则一般将理解为以包含性意义使用。因此，表述“x或y”等同于“x或y，或两者”，因此涵盖1)x但不是y，2)y但不是x，以及3)x和y两者。另一方面，短语诸如“x或y中的任一者，但不是两者都”使得清楚“或”以排他性意义使用。

表述“w、x、y或z，或它们的任何组合”或“...w、x、y和z中的至少一者”旨在涵盖涉及最多至该集合中元件总数的单个元件的所有可能性。例如，给定集合[w,x,y,z]，这些短语涵盖集合中的任何单个元素(例如，w但不是x、y或z)、任何两个元素(例如，w和x，但不是y或z)、任何三个元素(例如，w、x和y，但不是z)以及所有四个元素。短语“...w、x、y和z中的至少一者”因此是指集合[w,x,y,z]中的至少一个元素，从而涵盖该元素列表中的所有可能的组合。该短语不应被解释为要求存在w的至少一个实例、x的至少一个实例、y的至少一个实例和z的至少一个实例。

在本公开中，各种“标签”可先于名词或名词短语。除非上下文另有提供，否则用于特征(例如，“第一电路”、“第二电路”、“特定电路”、“给定电路”等)的不同标签是指特征的不同实例。另外，除非另有说明，否则标签“第一”、“第二”和“第三”在应用于特征时并不暗示任何类型的排序(例如，空间、时间、逻辑等)。

短语“基于”或用于描述影响确定的一个或多个因素。此术语不排除可能有附加因素可影响确定。也就是说，确定可仅基于指定的因素或基于所指定的因素及其他未指定的因素。考虑短语“基于B确定A”。此短语指定B是用于确定A的因素或者B影响A的确定。此短语并不排除A的确定也可基于某个其他因素诸如C。此短语也旨在覆盖A仅基于B来确定的实施方案。如本文所用，短语“基于”与短语“至少部分地基于”是同义的。

短语“响应于”和“响应”描述了触发效应的一个或多个因素。该短语不排除附加因素可影响或以其他方式触发效应的可能性，这些因素与指定因素联合使用或独立于指定因素。也就是说，效果可以仅仅响应于这些因素，或者可以响应于指定的因素以及其他未指定的因素。考虑短语“响应于B执行A”。该短语指定B是触发A的执行或触发A的特定结果的因素。该短语不排除执行A也可能响应于某些其他因素，诸如C。该短语也不排除执行A可响应于B和C而联合执行。此短语也旨在覆盖A仅响应于B来执行的实施方案。如本文所用，短语“响应”与短语“至少部分地响应”是同义的。类似地，短语“响应于”与短语“至少部分地响应于”是同义的。

在本公开内，不同实体(其可被不同地称为“单元”、“电路”、其他部件等)可被描述或声称成“被配置为”执行一个或多个任务或操作。此表达方式—被配置为[执行一个或多个任务]的[实体]—在本文中用于指代结构(即，物理的事物)。更具体地，此表达方式用于指示此结构被布置成在操作期间执行一个或多个任务。结构可被说成“被配置为”执行某个任务，即使该结构当前并非正被操作。因此，被描述或表述为“被配置为”执行某个任务的实体指代用于实施该任务的物理的事物，诸如设备、电路、具有处理器单元的系统和存储有可执行程序指令的存储器等。此短语在本文中不被用于指代无形的事物。

在一些情况下，各种单元/电路/部件在本文中可被描述为执行一组任务或操作。应当理解，这些实体“被配置为”执行那些任务/操作，即使没有具体指出。

术语“被配置为”并不旨在意指“可配置为”。例如，未编程的FPGA不会被认为是“被配置为”执行特定功能。然而，该未编程的FPGA可以“可配置为”执行该功能。在适当编程之后，FPGA然后可认为“被配置为”执行特定功能。

出于基于本公开的美国专利申请的目的，在权利要求中陈述结构“被配置为”执行一个或多个任务明确地旨在对该权利要求要素不援引35 U.S.C.§112(f)。如果申请人在基于本公开的美国专利申请的申请过程中想要援引112(f)部分，则其将使用“用于[执行功能]的装置”结构来表述权利要求的要素。

在本公开中可描述不同的“电路”。这些电路或“电路”构成硬件，该硬件包括各种类型的电路元件，诸如组合逻辑、时钟存储设备(例如，触发器、寄存器、锁存器等)、有限状态机、存储器(例如，随机存取存储器、嵌入式动态随机存取存储器)、可编程逻辑阵列等。电路可为定制设计的，或取自标准库。在各种实施方式中，电路可以视情况包括数字部件、模拟部件或两者的组合。某些类型的电路可通常被称为“单元”(例如，解码单元、算术逻辑单元(ALU)、功能单元、存储器管理单元(MMU)等)。此类单元也指电路或电路。

因此，在附图中示出并在本文中描述的所公开的电路/单元/部件和其他元件包括硬件元件，诸如前面段落中描述的那些硬件元件。在许多情况下，硬件元件在特定电路中的内部布置可通过描述该电路的功能来指定。例如，特定的“解码单元”可被描述为执行“处理指令的操作码并将该指令路由到多个功能单元中的一个或多个”的功能，这意味着解码单元“被配置为”执行该功能。对于计算机领域的技术人员而言，该功能规范足以暗示用于电路的一组可能的结构。

在各种实施方案中，如前面段落中所讨论的，电路、单元和由它们被配置为实现的功能或操作限定的其他元件，相对于彼此的布置和此类电路/单元/部件以及它们进行交互的方式形成硬件的微架构定义，该硬件最终在集成电路中制造或被编程到FPGA中以形成微架构定义的物理具体实施。因此，微架构定义被本领域的技术人员认为是可导出许多物理具体实施的结构，所有这些物理具体实施均落入由微架构定义所描述的更广泛的结构中。即，具有根据本公开提供的微架构定义的技术人员可在没有过度实验的情况下并且利用普通技术人员的应用，通过以硬件描述语言(HDL)诸如Verilog或VHDL编码电路/单元/部件的描述来实现该结构。HDL描述常常以可显现为功能性的方式来表达。但是对于本领域的技术人员而言，该HDL描述是用于将电路、单元或部件的结构转换为下一级具体实施细节的方式。此类HDL描述可采用以下形式：行为代码(其通常为不可合成的)、寄存器传输语言(RTL)代码(其与行为代码相比通常为可合成的)、或结构代码(例如，指定逻辑门及其连接性的网表)。可针对为给定集成电路制造技术设计的单元库来顺序地合成HDL描述，并可出于定时、功率和其他原因而被修改，以获得被传输到工厂以生成掩模并最终产生集成电路的最终的设计数据库。一些硬件电路或其部分也可在示意图编辑器中被定制设计并与合成电路一起被捕获到集成电路设计中。该集成电路可包括晶体管和其他电路元件(例如，无源元件，诸如电容器、电阻器、电感器等)，以及晶体管和电路元件之间的互连件。一些实施方案可实现耦接在一起的多个集成电路，以实现硬件电路，和/或可在一些实施方案中使用离散元件。另选地，HDL设计可被合成为可编程逻辑阵列诸如现场可编程门阵列(FPGA)并且可在FPGA中实现。一组电路的设计与这些电路的后续低级具体实施之间的这种解耦通常导致这样的情形：其中电路或逻辑设计者从来不指定超出对电路被配置为做什么的描述的用于低级具体实施的一组特定结构，因为该过程是在电路实施过程的不同阶段执行的。

可使用电路元件的许多不同低级组合来实现电路的相同规格的事实导致该电路的大量等效结构。如所指出的那样，这些低级电路具体实施可根据制造技术、被选择用于制造集成电路的铸造厂、为特定项目提供的单元库等的变化而变化。在许多情况下，通过不同设计工具或方法进行的产生这些不同具体实施的选择可以是任意的。

此外，对于给定实施方案，电路的特定功能规范的单个具体实施通常包括大量设备(例如，数百万个晶体管)。因此，该信息的剪切体积使得提供用于实现单个实施方案的低级结构的完整叙述是不切实际的，更不用说大量等同的可能具体实施。为此，本公开描述了使用工业中常用的功能简写的电路的结构。

一旦充分了解了上面的公开，许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本公开旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims (20)

1.一种电路，包括：

电源转换器电路，所述电源转换器电路包括经由电感器耦接到稳压电源节点的开关节点、耦接在输入电源节点与所述开关节点之间的第一器件，以及耦接在所述开关节点与接地节点之间的第二器件，其中所述电源转换器电路被配置为在所述稳压电源节点上产生特定电压电平；和

控制电路，所述控制电路被配置为响应于接收到放电命令而重复激活和停用所述第二器件，以使所述稳压电源节点经由所述开关节点和所述电感器放电。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制电路被进一步配置为通过激活和停用所述第二器件来使得所述稳压电源节点放电至小于或等于目标电压的电压电平。

3.根据权利要求1所述的电路，其中所述电源转换器被配置为产生在第一电压和第二电压之间的范围内的所述特定电压，其中所述第二电压小于所述第一电压。

4.根据权利要求3所述的电路，其中，响应于接收到所述放电命令，所述控制电路被配置为：

通过改变所述第一器件和所述第二器件的相应占空比来将所述特定电压电平降低到所述第二电压；以及

响应于所述特定电压电平达到所述第二电压，开始重复激活和停用所述第二器件，以使所述稳压电源节点从所述第二电压放电至目标电压；

其中控制电路被配置为在所述重复激活和停用所述第二器件以使所述稳压电源节点从所述第二电压放电至目标电压期间，使得所述第一器件保持非活动态。

5.根据权利要求1所述的电路，其中在重复激活和停用所述第二器件以使所述稳压电源节点放电时，所述控制电路被配置为使得第二器件处于活动态持续多个脉冲中的具有第一指定持续时间的一些脉冲，跟着处于非活动态持续所述多个脉冲中的下一脉冲之前的第二指定持续时间。

6.根据权利要求1所述的电路，其中在重复激活和停用所述第二器件以使所述稳压电源节点放电时，所述控制电路被配置为响应于通过所述开关节点的电流达到阀值而使得所述第二器件激活并随后使得所述第二器件停用，其中所述控制电路被进一步配置为在重新激活之前使所述第二器件保持处于非活动态持续指定时间。

7.根据权利要求6所述的电路，还包括电流感测电路，所述电流感测电路被配置为确定通过所述开关节点的电流量，并且被进一步配置为响应于通过所述开关节点的所述电流达到阈值电流值而向所述控制电路提供指示。

8.根据权利要求1所述的电路，还包括耦接在所述开关节点与所述接地节点之间的多个器件，所述多个器件包括所述第二器件。

9.根据权利要求8所述的电路，其中所述控制电路被进一步配置为通过激活多个所述第二器件中的所选择的一者以使所述稳压电源节点放电来控制放电速率。

10.根据权利要求1所述的电路，还包括前置驱动电路，所述前置驱动电路被耦接以控制所述第一器件和所述第二器件，其中所述控制电路被配置为响应于接收到所述放电命令来控制所述前置驱动电路。

11.一种方法，包括：

使用电源转换器并在稳压供电电压节点上向负载电路提供输出电压，其中提供所述输出电压包括所述电源转换器操作第一器件和第二器件，所述第一器件耦接在开关节点与输入电源节点之间，并且所述第二器件耦接在所述开关节点与接地节点之间；

在控制电路处接收放电命令；

响应于接收到所述放电命令，使所述稳压供电电压节点放电至小于或等于目标电压电平的电压，其中所述放电包括所述控制电路重复地激活和停用所述第二器件以使得所述稳压供电电压节点经由开关节点放电。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述放电包括：

激活所述第二器件持续第一指定持续时间；

停用所述第二器件持续第二指定持续时间；以及

重复所述激活和停用，直到所述稳压供电电压节点上的电压已下降至小于或等于所述目标电压电平的所述电压为止。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括重复所述激活和停用持续第三持续时间。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述放电包括：

激活所述第二器件；

响应于通过所述开关节点的电流超过当前阈值而停用所述第二器件，其中停用包括保持所述第二器件处于非活动态持续固定持续时间；以及

重复所述激活和停用，直到所述稳压供电电压节点上的电压已下降至小于或等于所述目标电压电平的所述电压为止。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：

提供在最小指定电压和最大指定电压之间的指定电压范围内的所述输出电压；

响应于所述控制电路接收到所述放电命令，将所述输出电压降低到所述最小指定电压，其中降低所述输出电压包括改变所述第一器件和所述第二器件的相应占空比；以及

响应于所述输出电压达到所述最小指定电压，开始所述稳压供电电压节点的所述放电。

16.一种装置，包括：

负载电路，所述负载电路被耦接以接收稳压供电电压；

电源转换器，所述电源转换器被配置为产生所述稳压供电电压，其中所述电源转换器包括：

第一晶体管，所述第一晶体管耦接在开关节点与输入供电电压节点之间；

第二晶体管，所述第二晶体管耦接在所述开关节点与接地节点之间；和

电感器，所述电感器耦接在所述开关节点与输出节点之间，其中所述稳压供电电压在所述输出节点上提供；

电源管理电路，所述电源管理电路被配置为产生指示所述负载电路将被断电的命令；和

控制电路，所述控制电路被配置为响应于接收到所述命令，通过使得所述第二晶体管被重复激活和停用，使得所述输出节点经由所述开关节点和所述电感器放电。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，响应于接收到所述命令，所述控制电路被配置为：

使得所述电源转换器将所述稳压供电电压降低到指定电压范围的最小电压；

响应于所述稳压供电电压达到所述最小电压，使得所述输出节点从所述最小电压放电至目标电压。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述控制电路被配置为在所述输出节点的所述放电期间：

使得所述第二晶体管激活持续第一固定持续时间；

使得所述第二晶体管停用持续第二固定持续时间；以及

重复使得所述第二晶体管激活和停用分别持续所述第一固定持续时间和所述第二固定持续时间。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述控制电路被配置为重复使得所述第二晶体管激活和停用分别持续所述第一固定持续时间和所述第二固定持续时间，持续足以使所述输出节点放电到小于或等于目标电压的电压的时间量。

20.根据权利要求16所述的装置，其中所述控制电路被配置为在所述输出节点的所述放电中：

使得所述第二晶体管激活；

响应于流过所述开关节点的电流达到阈值，使得停用所述第二晶体管持续固定持续时间；以及

重复使得所述第二晶体管激活和停用，直到所述输出节点上的电压等于或小于目标电压为止。

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